期刊文献+
共找到620篇文章
< 1 2 31 >
每页显示 20 50 100
采空区碳封存条件下CO_(2)-水界面特性及溶解传质规律
1
作者 李树刚 张静非 +5 位作者 林海飞 包若羽 丁洋 白杨 周雨璇 朱冰 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期513-527,共15页
采空区CO_(2)封存作为解决煤炭行业碳排放难题的重要负碳技术储备,在采空区废弃资源二次利用、CO_(2)封存等方面具有广泛的应用前景。利用原位界面张力测定仪开展了不同温压、地层水矿化度及阳离子溶液类型对CO_(2)地层水系统的界面张力... 采空区CO_(2)封存作为解决煤炭行业碳排放难题的重要负碳技术储备,在采空区废弃资源二次利用、CO_(2)封存等方面具有广泛的应用前景。利用原位界面张力测定仪开展了不同温压、地层水矿化度及阳离子溶液类型对CO_(2)地层水系统的界面张力(IFT)影响规律实验,明晰了CO_(2)注入含水碎胀煤岩体中的气液界面扩散效应,并将基于统计缔合理论结合兰纳−琼斯势能模型的状态方程(SAFT-LJ状态方程)与密度梯度理论(DGT)结合预测了IFT理论值;利用自主研发的地质封存地化反应模拟实验平台对相同条件下的CO_(2)溶解性进行了探究实验,得到了采空区储层环境下CO_(2)溶解度变化特征,采用D-S模型计算了对应CO_(2)溶解度理论值。实验结果表明:环境温度一定时,采空区储层压力与IFT呈线性负相关关系,储层温度升高,IFT相应增加,但变化幅度较小;温压条件一定时,矿化度与IFT存在正相关性,且在本实验范围内,低压、高温、高矿化度会促使IFT升高;CO_(2)−盐溶液之间的IFT呈现出随着阳离子价态升高而增大的现象(K^(+)<Na^(+)<Ca^(2+)<Mg^(2+));采空区储层压力与CO_(2)溶解度呈正相关关系,当温度为25℃、纯水条件下,压力由0.5 MPa增至2.5 MPa,对应CO_(2)溶解度由0.1627 mol/kg升至0.7141 mol/kg;CO_(2)溶解度随着温度与矿化度的升高而降低;相同质量分数下,一价阳离子溶液(NaCl、KCl)比二价阳离子溶液(CaCl_(2)、MgCl_(2))可溶解更多的CO_(2)。注入采空区中的游离相CO_(2)克服界面张力通过扩散溶解传质作用打破了采空区地层的地球化学平衡,通过明确环境温压条件、采空区水环境对IFT及CO_(2)溶解度的影响规律,阐明CO_(2)地层水气液界面效应及溶解传质机理,以期为采空区CO_(2)封存安全性及封存量评估提供理论基础。 展开更多
关键词 采空区 CO_(2)封存安全性 气液界面扩散-溶解 界面张力 溶解度
下载PDF
双碳战略中煤气共采技术发展路径的思考
2
作者 李树刚 张静非 +5 位作者 林海飞 丁洋 白杨 周雨璇 朱冰 戴政 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期138-153,共16页
自提出“双碳”目标以来,我国生态文明建设已进入以降碳为重点战略方向的关键时期。煤炭作为兜底能源的地位短期内不会改变,能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变的核心即为CH_(4)-CO_(2)协同减排。在精准分析碳达峰、碳中和阶... 自提出“双碳”目标以来,我国生态文明建设已进入以降碳为重点战略方向的关键时期。煤炭作为兜底能源的地位短期内不会改变,能耗“双控”向碳排放总量和强度“双控”转变的核心即为CH_(4)-CO_(2)协同减排。在精准分析碳达峰、碳中和阶段煤矿CH_(4)-CO_(2)双重碳减排面临挑战的基础上,明确了双碳战略中煤气共采技术发展需结合现状需求-技术攻关-政策驱动的核心原则,制定了双碳战略中煤气共采技术的发展路径,论述了其中的关键技术问题。碳达峰阶段,CH_(4)减排以排放源管控为基础视角,核心为瓦斯抽采-利用全周期碳减排关键技术,包含瓦斯富集区靶向精准抽采技术、低渗煤层增透及注气驱替增流抽采技术、关闭矿井瓦斯逃逸通道封堵减碳技术、瓦斯富集-提浓-利用一体化技术,目的是大幅提升高浓度瓦斯抽采-利用效率,减少低浓度及通风瓦斯碳排放;CO_(2)减排以“CCUS+生态碳汇”全域负碳排放技术为核心,包含煤层CO_(2)封存、工业固废采空区充填协同CO_(2)地质封存、煤矿碳封存区域土壤-地表-大气异常监测及生态碳汇技术,进一步吸纳烟道气或纯CO_(2)排放。碳中和阶段核心任务是实现CH_(4)-CO_(2)(近)零碳排放,CO_(2)减排应当由技术攻关示范工程转变为规模化应用阶段,并建立全生命周期煤矿CH_(4)-CO_(2)排放智能监测及动态管控技术体系,实现监测管控技术手段与碳排放环节深度匹配、碳排放监测管控云平台与煤矿全局监控系统深度对接。最后对未来煤气共采体系绿色低碳发展提出了自身见解与思考:(1)继续深化“高效精准抽采+全浓度梯级利用”煤矿CH_(4)零排放技术模式;(2)持续攻关“CO_(2)工程封存+生态碳汇”CO_(2)零排放技术体系;(3)积极探索煤矿“零碳智慧园区”综合解决方案,形成激励和倒逼并重的煤矿碳减排政策支持体系。 展开更多
关键词 双碳目标 CH_(4)-CO_(2)协同减排 煤气共采 发展路径 绿色低碳
下载PDF
采动覆岩卸压瓦斯运储通道属性参数拓扑关系研究
3
作者 赵鹏翔 卓日升 +5 位作者 李树刚 林海飞 常泽晨 贾永勇 金权 刘元嘉 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期135-149,共15页
煤矿日益加剧的高强度开采过程中,诸多因素综合影响着覆岩裂隙的空间分布特征。覆岩裂隙分布的特征对于解放层开采中的瓦斯治理有着重要的指导意义。通过开展多组二维物理相似模拟试验,探究了不同开采条件下(开采高度、推进速度、关键... 煤矿日益加剧的高强度开采过程中,诸多因素综合影响着覆岩裂隙的空间分布特征。覆岩裂隙分布的特征对于解放层开采中的瓦斯治理有着重要的指导意义。通过开展多组二维物理相似模拟试验,探究了不同开采条件下(开采高度、推进速度、关键层层位、煤层倾角)覆岩裂隙网络分布特征及卸压瓦斯运储通道的属性参数,得到了几何参数、裂隙参数的拓扑干系网络。基于复杂网络演化理论可以简化现实干系的拓扑变换,并结合复杂网络特征参数分析运储通道干系结构和因素节点的演化特征,实现了覆岩裂隙网络干系影响因素的定量描述,建立了卸压瓦斯运储通道网络干系结构矩阵及模型。结果表明:卸压瓦斯运储通道的发育范围、贯通度以及分形维数均随着采高、关键层层位及煤层倾角增大而不断扩大;随着推进速度的加快,发育范围却呈现减小的趋势。采高的增加对离层量影响最大,6 m采高相较于4 m时增幅达到146.9%。破断裂隙密度的变化主要受煤层倾角影响,受推速的影响较小,将钻孔布置在高密度区域(破断裂隙密度>4.7条/m),可以有效起到瓦斯截留的作用。研究结果可进一步优化不同因素影响下瓦斯抽采钻孔的布置参数,提高瓦斯抽采效率,从而保证工作面安全高效回采,对实现瓦斯精准绿色抽采具有一定的现实意义。 展开更多
关键词 卸压瓦斯 运储通道 属性参数 瓦斯抽采 拓扑关系
下载PDF
基于CT扫描技术的煤样三维重构及气体表观渗透率研究
4
作者 石钰 马玉华 +3 位作者 李树刚 薛俊华 赵鹏翔 詹可亮 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第1期27-35,共9页
基于CT扫描技术对煤样扫描成像,并进行滤波和二值化处理,获取孔裂隙尺寸、孔隙率等特征参数。通过盒维法计算煤样的分形维数,推导煤样孔裂隙的平均迂曲度及迂曲度维数。结合分形理论和克努森数,推导煤体中经滑移修正的气体表观渗透率模... 基于CT扫描技术对煤样扫描成像,并进行滤波和二值化处理,获取孔裂隙尺寸、孔隙率等特征参数。通过盒维法计算煤样的分形维数,推导煤样孔裂隙的平均迂曲度及迂曲度维数。结合分形理论和克努森数,推导煤体中经滑移修正的气体表观渗透率模型并进行验证。通过ANASY有限元软件研究煤体中的瓦斯渗流规律。结果表明,瓦斯在孔裂隙弯折处压力变化剧烈,渗流速度在孔裂隙弯折处达到最大,瓦斯在个别孔隙发生凝滞、不流通。采用经过滑移修正的气体表观渗透率模型计算瓦斯表观渗透率,并与通过Forchheimer公式拟合得到的瓦斯表观渗透率及通过FT模型计算得到的瓦斯表观渗透率相比较,发现经过滑移修正后的气体表观渗透率模型适用于微尺度介质中气体表观渗透率研究。 展开更多
关键词 CT扫描 三维重构 分形理论 滑脱效应 气体表观渗透率
下载PDF
超声波功率对煤体损伤特性及能量演化规律的试验研究 被引量:2
5
作者 李树刚 王瑞哲 +4 位作者 林海飞 杨二豪 赵泓超 秦雷 郝荷杰 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期283-294,共12页
为研究超声波致裂对煤体力学损伤特性及能量演化规律的影响,利用电子万能压力试验机、声发射系统、对不同功率超声波致裂煤体进行单轴压缩试验,获得了不同功率超声波致裂煤体力学损伤参数,探究了声发射信号与不同功率致裂煤体损伤参量... 为研究超声波致裂对煤体力学损伤特性及能量演化规律的影响,利用电子万能压力试验机、声发射系统、对不同功率超声波致裂煤体进行单轴压缩试验,获得了不同功率超声波致裂煤体力学损伤参数,探究了声发射信号与不同功率致裂煤体损伤参量相互关系,采用盒子分形维数分析了煤体表面裂隙分形特征,阐明了超声波不同功率致裂煤体损伤劣化机制。试验结果表明,随着超声波致裂功率增大,煤体单轴抗压强度、弹性模量逐渐降低,煤体单轴抗压强度损伤参量、弹性模量损伤参量与致裂功率呈线性相关;单轴压缩过程中声发射振铃计数可分为平静期、上升期、波动期3个阶段,随着超声波功率增大,裂纹扩展孕育期时间越短,相对时长占比越小,裂纹扩展增长速率越大,对煤体强度的弱化效果逐渐增强,声发射信号突增现象明显,煤样终态破坏更加破碎,破坏特征随着致裂功率的增大煤体从弹脆性向延–塑性转化;煤体孔裂隙扩展贯通,煤体表面裂隙分形维数损伤参量与致裂功率呈线性正相关,分形维数损伤参量越大,表明煤体裂隙形态越复杂;基于声震参数分析了煤体损伤参量与声发射归一化参数的关系,具有较好拟合关系。以上结果表明,超声波致裂作用对煤体结构造成损伤,使煤层破坏变形,形成复杂的渗流网络,提高了煤层渗透率。 展开更多
关键词 超声波功率 煤体力学 单轴压缩 声发射 分形维数 损伤机制
下载PDF
倾斜厚煤层卸压瓦斯靶向区辨识及抽采关键技术 被引量:1
6
作者 李树刚 刘李东 +2 位作者 赵鹏翔 林海飞 卓日升 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期105-115,共11页
为了研究倾斜厚煤层卸压瓦斯靶向区演化规律的煤层倾角效应,运用物理相似模拟试验及理论分析相结合的研究方法,开展不同煤层倾角条件下采动覆岩卸压瓦斯靶向区裂隙演化规律的研究,得到了靶向区破断裂隙宽度、离层裂隙面积占比以及裂隙... 为了研究倾斜厚煤层卸压瓦斯靶向区演化规律的煤层倾角效应,运用物理相似模拟试验及理论分析相结合的研究方法,开展不同煤层倾角条件下采动覆岩卸压瓦斯靶向区裂隙演化规律的研究,得到了靶向区破断裂隙宽度、离层裂隙面积占比以及裂隙分形维数随煤层倾角变化的演化规律,进而建立了靶向区演化煤层倾角效应模型。结果表明:破断裂隙宽度呈现采空区两侧边界区域大于中部,低层位大于高层位的分布特征,同时破断裂隙宽度受铰接梁影响较强,随着煤层倾角的增大(0°<15°<30°),在第1层铰接梁所在层位上部邻近区域破断裂隙宽度相比下部邻近区域大幅度减小,仅有下部邻近区域的52.8%,64.3%以及71.1%;瓦斯运移优势通道带内离层裂隙面积占比呈现底部最大,顶部次之,中部最小的分布规律;上覆岩层裂隙分形维数整体呈现先减小后增大的现象;基于第1层铰接梁与裂隙分形维数极小值点所在层位两侧裂隙演化规律差异明显,将瓦斯运移优势通道带按空间层位上的高低依次划分为低层位靶向区、中层位靶向区和高层位靶向区。最后,基于采动裂隙椭抛带理论,在工作面侧瓦斯运移优势通道带基础上,建立了考虑煤层倾角因素的倾斜厚煤层卸压瓦斯靶向区空间形态数学方程,形成了靶向区卸压瓦斯抽采方法选择依据,为优化倾斜厚煤层工作面卸压瓦斯抽采布置参数提供参考依据。 展开更多
关键词 瓦斯抽采 倾斜厚煤层 卸压瓦斯 靶向区 裂隙演化 椭抛带
下载PDF
我国低渗煤层井下注气驱替增流抽采瓦斯技术进展及前景展望 被引量:6
7
作者 林海飞 季鹏飞 +5 位作者 孔祥国 李树刚 白杨 龙航 李柏 和递 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期730-749,共20页
我国大部分矿区煤层渗透率较低,注气驱替增流抽采瓦斯技术是提高低渗煤层瓦斯抽采效率的有效方法之一。分类梳理了我国低渗煤层瓦斯赋存特征,总结概括出高资源储量、低含气饱和度、多储层压力并存、低渗透性和复杂分区性5个特点。利用... 我国大部分矿区煤层渗透率较低,注气驱替增流抽采瓦斯技术是提高低渗煤层瓦斯抽采效率的有效方法之一。分类梳理了我国低渗煤层瓦斯赋存特征,总结概括出高资源储量、低含气饱和度、多储层压力并存、低渗透性和复杂分区性5个特点。利用差异置信法、灰色关联法、置信区间计算法,分析了我国煤层瓦斯对井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的适用性,获得6个影响注气驱替瓦斯效果的直接因素,影响度依次为:煤体普氏系数>瓦斯压力>渗透率>灰分>瓦斯含量>朗格缪尔压力常数;建立了适用于井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的煤层参数筛选评价方法。根据注气驱替煤体瓦斯增流机制的不同,从气体因素、注能改性两方面厘清了注气驱替煤体瓦斯增流机制,气体因素增流机制包括:充能携载、分压促解、稀释促扩散、竞争吸附;注能改性增流机制包括:充能扩孔、促解扩孔、充能拓孔、脉冲气流损伤孔隙结构/展布裂隙网络。总结了注气驱替气源、工艺参数对瓦斯驱替效果的影响规律,简要介绍了井下注气驱替增流抽采瓦斯关键技术与装备、应用模式及应用效果。展望了我国井下注气驱替增流抽采瓦斯技术的未来发展趋势,具体包括:多学科深化注气驱替增流抽采瓦斯理论、多方法协同注气驱替增流抽采瓦斯技术、注气驱替增流抽采瓦斯工艺参数精准化、注气驱替增流抽采瓦斯装备智能化、煤层注-抽-掘-采衔接布局协调化。 展开更多
关键词 增流机制 注气驱替 低渗煤层 关键技术与装备 抽采瓦斯技术
下载PDF
我国应急管理体系研究团队与热点主题可视化分析 被引量:2
8
作者 高璐 李树刚 +2 位作者 张天军 成连华 郭慧敏 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期37-43,共7页
为全面认识应急管理体系研究态势,利用动态科学文献分析工具CiteSpace,基于2000—2021年CNKI文献数据,通过文献调研、文献计量、知识图谱等方法对应急管理体系领域的科研状态和演进态势进行可视化分析。研究结果表明:应急管理体系研究... 为全面认识应急管理体系研究态势,利用动态科学文献分析工具CiteSpace,基于2000—2021年CNKI文献数据,通过文献调研、文献计量、知识图谱等方法对应急管理体系领域的科研状态和演进态势进行可视化分析。研究结果表明:应急管理体系研究经历“缓慢起步-显著增长-高速发展”3个阶段;当前国内关于应急管理体系研究中的合作不仅仅局限于研究机构内部,而且更多表现出跨院校、跨区域合作的趋势;结合热点词汇和关键词聚类分析,应急管理体系研究主要包括应急管理、应急体系、突发事件、应急救援、应急预案、应急响应等热点词汇;通过提取突现强度较高的关键词并按照突现年份重新排序,得到突现词随时间推进的演化,形成以应急体系、应急响应、情报体系、应急救援、应急预案、国家治理等为主要突现关键词。研究结果可为应急管理体系研究及发展趋势展望提供借鉴。 展开更多
关键词 应急管理体系 CNKI CITESPACE 知识图谱 热点主题
下载PDF
倾斜厚煤层综放工作面伪斜长度与上隅角瓦斯浓度耦合机制研究 被引量:2
9
作者 赵鹏翔 安星虣 +4 位作者 李树刚 康新朋 黄义通 杨俊生 金士魁 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期73-85,共13页
倾角煤层的开采,常伴随输送机上窜、下滑问题。一般通过增加伪斜长度来确保液压支架的正常移动,并为机头机位提供更多作业空间,但伪斜长度增加会影响架间和上隅角瓦斯变化,导致工作面出现瓦斯浓度异常现象。针对倾斜厚煤层开采中容易出... 倾角煤层的开采,常伴随输送机上窜、下滑问题。一般通过增加伪斜长度来确保液压支架的正常移动,并为机头机位提供更多作业空间,但伪斜长度增加会影响架间和上隅角瓦斯变化,导致工作面出现瓦斯浓度异常现象。针对倾斜厚煤层开采中容易出现上隅角瓦斯超限的问题,应用Fluent数值模拟软件,分析不同伪斜长度下采空区瓦斯浓度分布规律,确定最优伪斜长度。为研究采空区瓦斯运移规律,应用Fluent数值模拟软件,在伪斜长度分别为20、25、30、35 m条件下对“U”型通风方式下的采空区瓦斯分布及流场情况进行研究。模拟发现:伪斜长度在一定程度上影响采空区内的风流,使得采空区内风流紊乱,瓦斯局部地区集聚严重,进而对采空区内的瓦斯分布及运移造成一定的影响。研究结果表明:工作面伪斜长度对于采空区瓦斯浓度分布有显影响,随着伪斜长度的增加,采空区内风流发生提前转向,导致采空区瓦斯提前向工作面涌出,瓦斯异常区从上隅角处逐渐向工作面偏移,上隅角瓦斯浓度逐渐降低。通过模拟结果对现场伪斜长度优化应用后,试验工作面在伪斜长度25 m左右时,上隅角、回风巷最大瓦斯体积分数均控制在1%以内,工作面未出现瓦斯异常积聚现象。模拟结果与现场观测结果吻合,得到最优伪斜长度为25 m。 展开更多
关键词 倾斜厚煤层 伪斜长度 “U”型通风 瓦斯浓度 上隅角
下载PDF
厚煤层采空区定向孔分域抽采研究及应用 被引量:1
10
作者 赵鹏翔 常泽晨 +3 位作者 李树刚 卓日升 林海飞 金士魁 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期70-79,共10页
为提高厚煤层采空区定向钻孔的瓦斯抽采效率,针对山西某高瓦斯矿井采煤工作面,采用理论分析和FLUENT数值模拟相结合的方法研究采动裂隙分域演化特性,提出覆岩裂隙场分域准则,确定定向钻孔布置区域与核心抽采布置范围,并在采空区现场开... 为提高厚煤层采空区定向钻孔的瓦斯抽采效率,针对山西某高瓦斯矿井采煤工作面,采用理论分析和FLUENT数值模拟相结合的方法研究采动裂隙分域演化特性,提出覆岩裂隙场分域准则,确定定向钻孔布置区域与核心抽采布置范围,并在采空区现场开展定向钻孔分域抽采瓦斯试验。结果表明:破断裂隙密集区内,岩层断裂穿层裂隙发育较明显、瓦斯聚集显著,且钻孔稳定性高,是布置定向钻孔的最佳区域;并将与回风巷中心线水平距离3~13 m,与煤层顶板垂直距离10~18 m的区域设定为核心抽采区域。定向钻孔分域抽采试验中,单孔抽采瓦斯体积分数平均提升22.355%,单孔瓦斯抽采纯量平均提升1.295 m 3/min,该结论验证了厚煤层采空区定向钻孔分域抽采方法的实用性与合理性。 展开更多
关键词 厚煤层 采空区 定向钻孔 分域准则 瓦斯抽采 采动裂隙 数值模拟
原文传递
高瓦斯厚煤层综采工作面推进速度影响下的瓦斯运–储区交叉融合机理 被引量:1
11
作者 赵鹏翔 张文进 +3 位作者 李树刚 卓日升 林海飞 索亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3405-3419,共15页
裂隙结构具有复杂性和不规则性,对上覆岩层卸压瓦斯的运移和储集具有决定性影响。为了确定高瓦斯厚煤层综采工作面推进过程中瓦斯运移区和储集区交叉融合的动态变化对瓦斯赋存的影响以及在不同推进速度下上覆岩层中的瓦斯运储规律,采用... 裂隙结构具有复杂性和不规则性,对上覆岩层卸压瓦斯的运移和储集具有决定性影响。为了确定高瓦斯厚煤层综采工作面推进过程中瓦斯运移区和储集区交叉融合的动态变化对瓦斯赋存的影响以及在不同推进速度下上覆岩层中的瓦斯运储规律,采用二维物理相似模拟实验分析覆岩裂隙分布特征和瓦斯运–储区的几何变化规律,探究不同推进速度下运–储区随周期来压交叉融合的变化特征,并以工作面推进速度为关键参数,建立瓦斯运–储区的推速效应量化表征模型,揭示推进速度影响下瓦斯运–储区的对称周期性构建机制。结果表明,瓦斯的运–储区内外边界和运–储交界分别位于裂隙开合度和贯通度的突变区域,随着推进速度的增大,运–储区边界从采空区中部向两侧缩减;随着工作面推进,瓦斯储集区逐渐过渡成为运移区,两区域范围相互交叉融合,整个过程中运–储区在循环“构建—破坏—构建”,最终形成完整的对称椭圆抛物带状的覆岩裂隙场;裂隙熵的变化随工作面的推进先增大后减小,裂隙率的变化随工作面的推进分别经历了2次增大和减小,表明瓦斯运移区和储集区随工作面推进呈“初次形成—交叉融合—区域分离扩大”的动态变化;此外,在采动裂隙椭抛带理论的基础上,构建瓦斯运–储区推速效应量化表征模型,建立瓦斯运–储区边界及状态判定流程,揭示推进速度影响下的瓦斯运–储区交叉融合演化机理和对称形态的周期性构建机制,为研究采空区卸压瓦斯分布和实现瓦斯富集区定向精准抽采提供指导。 展开更多
关键词 高瓦斯厚煤层 推进速度 覆岩裂隙 瓦斯运–储区 交叉融合
下载PDF
液氮循环冻结煤体融化过程未冻水含量特征及其对孔隙的影响机制 被引量:1
12
作者 秦雷 吝思恒 +1 位作者 李树刚 林海飞 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期776-786,共11页
孔隙未冻水含量和分布特征可以反映煤体融化程度,融化程度影响冰孔隙大小,直接决定孔隙渗透性,影响煤层气开采效率。研究冻结条件下煤体冰水相变过程特征,对精准评价煤层低温致裂效率具有重要意义。实验以冻结态饱水烟煤为研究对象,使... 孔隙未冻水含量和分布特征可以反映煤体融化程度,融化程度影响冰孔隙大小,直接决定孔隙渗透性,影响煤层气开采效率。研究冻结条件下煤体冰水相变过程特征,对精准评价煤层低温致裂效率具有重要意义。实验以冻结态饱水烟煤为研究对象,使用核磁共振技术研究煤样融化过程孔隙特征,综合测量T2曲线、累计孔隙度以及累计孔喉分布,定量分析煤样融化过程孔隙结构。实验结果表明,液氮循环冻结煤体融化过程中,首先融化出小孔结构,后融化出中大孔结构,且融化前期孔隙连通性较差。通过计算T2曲线面积,验证了融化过程未冻水含量与温度呈指数关系,并建立拟合函数。同时,根据煤样累计孔隙度与累计孔喉分布将融化过程划分为3个阶段,分别为加速融化阶段(-196~-30℃)、稳定融化阶段(-30~-5℃)以及快速融化阶段(-5~10℃)。热力学分析表明,低温下煤样未冻水含量同时受到孔隙压力与孔径分布影响,孔隙压力越大、小孔结构越丰富的煤样未冻水含量越多。总结了基于液氮循环冻融孔隙扩张收缩以及局部导热特性分析体系,涉及T2图谱分析、导热组分划分、融化速度计算等关键问题,进而分析液氮循环次数造成的煤样融化速度差异。计算结果表明,液氮循环冻结10次时煤样平均融化速度最快,小孔、中孔与大孔冰的最大融化速度分别为0.632%/℃、0.582%/℃和0.521%/℃。 展开更多
关键词 液氮循环 烟煤 孔隙结构 未冻水 融化速度 孔喉
下载PDF
基于组合赋权雷达图的矿井热环境评价
13
作者 高佳南 李树刚 +3 位作者 吴奉亮 李文福 马砺 贺雁鹏 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期3180-3187,共8页
为科学评价矿井热环境,采用层次分析(Analytic Hierarchy Process,AHP)、熵权和改进雷达图模型相结合的方法对矿井热环境进行综合评价。在矿井热环境评价及人体热舒适度分级标准研究成果基础上,以风温、相对湿度、风速等气候环境作为影... 为科学评价矿井热环境,采用层次分析(Analytic Hierarchy Process,AHP)、熵权和改进雷达图模型相结合的方法对矿井热环境进行综合评价。在矿井热环境评价及人体热舒适度分级标准研究成果基础上,以风温、相对湿度、风速等气候环境作为影响矿井热环境的主要因素,构建矿井热环境评价体系。将AHP和熵权法耦合以确定各评价指标权重,并基于改进的雷达图模型确定矿井热环境各评价等级的评估区间和评价对象的评估值。最后,以孟村煤矿401101采煤工作面上隅角为实例进行热环境评价,得到401101采煤工作面上隅角热环境综合评价值为0.2050,评价等级属于“等级Ⅴ很不舒适”,评价结果与现场情况相符。基于组合赋权雷达图的矿井热环境评价模型能够准确、定量、直观地展示矿井热环境状况,可为矿井优化井下热环境提供参考。 展开更多
关键词 安全工程 矿井热环境 层次分析(AHP) 熵权法 组合赋权 雷达图
原文传递
多因素影响表面活性剂喷淋煤体抑制瓦斯解吸实验研究
14
作者 严敏 魏嘉宁 +4 位作者 李树刚 林海飞 张坤尹 岳敏 范奕汝 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第5期140-152,共13页
采动条件下,煤矿采煤工作面原始应力的改变在不同程度上加剧了原始吸附态瓦斯的解吸和游离态瓦斯的扩散与渗流,引发瓦斯超限等影响煤矿安全生产的事故隐患。为有效降低煤矿工作面局部瓦斯浓度,采用向特定高浓度瓦斯区喷淋表面活性剂的... 采动条件下,煤矿采煤工作面原始应力的改变在不同程度上加剧了原始吸附态瓦斯的解吸和游离态瓦斯的扩散与渗流,引发瓦斯超限等影响煤矿安全生产的事故隐患。为有效降低煤矿工作面局部瓦斯浓度,采用向特定高浓度瓦斯区喷淋表面活性剂的方式抑制瓦斯解吸,模拟了煤矿井下喷淋表面活性剂溶液抑制瓦斯解吸的工况,研究在通风条件下,表面活性剂溶液的质量分数和煤体粒径对瓦斯解吸的影响,揭示了实际煤尘环境下喷淋表面活性剂对不同粒度煤体瓦斯解吸的抑制效果;根据井下可能存在瓦斯超限的工作面概况,自主研发了表面活性剂喷淋煤体抑制瓦斯解吸实验台,经表面张力和沉降实验测定优选了润湿性能较好的溶液进行不同表面活性剂溶液质量分数和煤体粒径对瓦斯解吸的影响实验研究。研究结果表明:当表面活性剂溶液质量分数达到0.40%时,5种溶液中辛癸基葡萄糖苷APG溶液的临界表面张力为26.96 mN/m,煤粉沉降时间为18.19 s,表征其润湿性最好;当喷淋质量分数为0.01%APG~0.50%APG溶液时,不同质量分数的APG溶液与瓦斯浓度峰值呈一阶指数函数关系;当溶液质量分数达到一定程度时,其含氧基团的面积百分比随着溶液质量分数增大而趋于稳定;当喷淋质量分数为0.40%APG溶液且煤体粒径在2.80~30.00 mm之间时,粒径与测点瓦斯浓度峰值呈负相关关系,但衰减速度随粒径增大呈快速降低-缓慢降低-快速降低的渐变趋势。 展开更多
关键词 表面活性剂溶液 喷淋 煤体粒径 瓦斯解吸 瓦斯浓度峰值
下载PDF
纳米颗粒复合表面活性剂对煤中CH_(4)吸附/解吸和扩散的影响
15
作者 石钰 阳梦 +3 位作者 李树刚 薛俊华 赵鹏翔 马玉华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3116-3127,共12页
基于巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)和分子动力学(MD)方法,构建了固(煤)−气(CH_(4))−液(表面活性剂)三相作用的体系模型,从吸附构型、吸附量、相互作用能、相对浓度分布和扩散系数等方面,探讨了纳米颗粒分别复合阳离子表面活性剂CTAB、阴离... 基于巨正则系综蒙特卡洛(GCMC)和分子动力学(MD)方法,构建了固(煤)−气(CH_(4))−液(表面活性剂)三相作用的体系模型,从吸附构型、吸附量、相互作用能、相对浓度分布和扩散系数等方面,探讨了纳米颗粒分别复合阳离子表面活性剂CTAB、阴离子表面活性剂SDBS和非离子表面活性剂VAEO8对CH_(4)吸附/解吸及扩散的影响规律。结果表明:表面活性剂和纳米颗粒在润湿效应及静电力作用下渗吸进入孔隙中占据煤表面CH_(4)的吸附位点,造成煤基质处CH_(4)相对浓度降低,而孔隙中游离态CH_(4)增多。无纳米颗粒时,阴离子表面活性剂SDBS增强煤体亲水性,促进CH_(4)解吸效果最好;而阳离子表面活性剂CTAB和非离子表面活性剂VAEO8增强煤体疏水性,导致CH_(4)解吸能力变弱。纳米颗粒和表面活性剂具有协同降低固−液界面张力的作用,纳米颗粒复合表面活性剂促进CH_(4)的解吸效果优于无纳米颗粒时相应的表面活性剂促进CH_(4)的解吸效果。加入纳米颗粒后,煤体系中静电力及相互作用能均升高。原煤体系中CH_(4)扩散系数>表面活性剂煤体系中CH_(4)扩散系数>纳米颗粒复合表面活性剂煤体系中CH_(4)扩散系数。从微观角度阐明了纳米颗粒复合不同类型表面活性剂对煤中CH_(4)吸附和扩散的影响机制,研究为优化压裂液体系提高煤层气采收率提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 纳米颗粒 表面活性剂 煤体润湿性 吸附/解吸 扩散 分子动力学
下载PDF
采动裂隙椭抛带动态演化及煤与甲烷共采 被引量:105
16
作者 李树刚 林海飞 +2 位作者 赵鹏翔 肖鹏 潘红宇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1455-1462,共8页
为研究采动覆岩裂隙演化及其中瓦斯的运移规律,通过物理相似模拟及数值模拟发现,煤层开采后采动覆岩裂隙形态可用椭抛带来表征。基于岩层控制关键层理论,建立了考虑采高及第一亚关键层与煤层顶板间距的采动裂隙椭抛带动态演化数学模型... 为研究采动覆岩裂隙演化及其中瓦斯的运移规律,通过物理相似模拟及数值模拟发现,煤层开采后采动覆岩裂隙形态可用椭抛带来表征。基于岩层控制关键层理论,建立了考虑采高及第一亚关键层与煤层顶板间距的采动裂隙椭抛带动态演化数学模型。运用环境流体力学,传质学,渗流力学,采动岩体力学等理论,得到采动煤体应力与卸压瓦斯渗流,纵向破断裂隙区瓦斯升浮,以及横向离层裂隙区瓦斯扩散等方程,构建出椭抛带中卸压瓦斯渗流-升浮-扩散综合控制模型。分析了椭抛带卸压瓦斯抽采机理,提出相应的煤与甲烷共采技术。通过山西天池煤矿抽采卸压瓦斯的现场实践,说明采动裂隙椭抛带是卸压瓦斯的储运区,将瓦斯抽采系统布置其中,可取得良好效果。 展开更多
关键词 椭抛带 煤与甲烷共采 瓦斯渗流-升浮-扩散 高抽巷
下载PDF
基于LAMMPS的煤纳米孔隙中甲烷吸附/解吸和流动规律研究
17
作者 石钰 刘洋 +2 位作者 薛俊华 李树刚 张超 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期37-45,共9页
基于LAMMPS(Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)分子动力学方法,研究煤纳米孔隙中驱动力、孔径、温度和压力对甲烷吸附/解吸和流动的影响规律。结果表明,随着驱动力增加,甲烷分子黏度逐渐减小,流动性增强,流... 基于LAMMPS(Large-scale Atomic/Molecular Massively Parallel Simulator)分子动力学方法,研究煤纳米孔隙中驱动力、孔径、温度和压力对甲烷吸附/解吸和流动的影响规律。结果表明,随着驱动力增加,甲烷分子黏度逐渐减小,流动性增强,流动速度增大,滑移长度绝对值逐渐减小,流动趋近于无滑移状态。甲烷的吸附密度与驱动力无关,主要受气−固作用影响。甲烷在流动过程中会吸附于煤孔隙壁面,当煤孔径较小时,甲烷几乎全部吸附,无游离态甲烷。增大煤孔径,壁面范德华力对游离态甲烷影响减弱,甲烷流动速度增大,孔隙内出现大量游离态甲烷,甲烷由单峰分布转为2个对称的双峰分布。大孔径中甲烷黏度较低,流动性好,Hagen-Poiseuille方程更适用于较大孔径中的甲烷流动。升高温度,甲烷分子热运动增强,吸附层密度降低,甲烷流动速度增加,煤孔隙壁上吸附态甲烷解吸为游离态甲烷,甲烷流量增大。增大压力,孔隙内甲烷数量逐渐增多,甲烷分子间强烈的相互碰撞使得甲烷流动阻力增大,流速减小。从微观角度通过建立更加真实的模型阐明了煤纳米孔隙中甲烷吸附/解吸和流动机制,研究结果可为工程应用中促进甲烷解吸、提升煤层气开采效率提供理论基础。 展开更多
关键词 纳米孔隙 甲烷流动 LAMMPS 分子动力学
下载PDF
煤岩瓦斯“固-气”耦合物理模拟相似材料特性实验研究 被引量:34
18
作者 李树刚 赵鹏翔 +2 位作者 林海飞 肖鹏 魏宗勇 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期80-86,共7页
在固体相似材料研究的基础上,利用"固-流"耦合相似理论,得出适用于煤岩瓦斯"固-气"耦合的相似条件。选用砂子为骨料,石蜡和油为胶结剂,研制出一种适用于开展"固-气"耦合模拟实验的材料。通过大量实验,对... 在固体相似材料研究的基础上,利用"固-流"耦合相似理论,得出适用于煤岩瓦斯"固-气"耦合的相似条件。选用砂子为骨料,石蜡和油为胶结剂,研制出一种适用于开展"固-气"耦合模拟实验的材料。通过大量实验,对相似材料的抗压强度、脆性参数、渗透速率等物理力学进行了测试,并利用自行研制的渗透性测试装置,对不同含量胶结剂的相似材料试件渗透性进行了测试。结果表明,石蜡含量不断增大,材料抗压强度随之增大,渗透性逐渐减小;含油量的变化,消除了单纯使用石蜡时,材料抗压强度变化强烈的不足。合理调节二者之间的比例,可以模拟多种不同强度、不同渗透性的岩石。在力学参数满足模拟岩石的前提下,将研制出的新材料与原始的固相相似材料进行了渗流速度对比实验分析,得出所研制的材料能较大程度的降低气体在其中的渗流速度,并将该材料应用于煤层开采模型实验,有效的揭示了瓦斯渗透速率与上覆岩层运动之间的关系。 展开更多
关键词 “固-气”耦合 相似条件 相似材料 渗透速度 力学参数
下载PDF
破碎围岩动压巷道锚索支护与注浆加固技术研究 被引量:52
19
作者 李树刚 成小雨 +3 位作者 刘超 张天军 邢立杰 王辉 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第1期67-72,共6页
为了解决深部破碎围岩动压巷道治理难题,运用UDEC数值计算软件,揭示了破碎围岩动压巷道的变形破坏机制,提出了相应的控制对策;结合现场实际,最终提出了基于锚索与注浆的支护加固方案,并进行了现场应用及效果监测。数值计算及监测结果表... 为了解决深部破碎围岩动压巷道治理难题,运用UDEC数值计算软件,揭示了破碎围岩动压巷道的变形破坏机制,提出了相应的控制对策;结合现场实际,最终提出了基于锚索与注浆的支护加固方案,并进行了现场应用及效果监测。数值计算及监测结果表明:巷道围岩的变形破坏是渐进发展的,局部关键部位的破坏将导致围岩其他部位失稳,帮部的控制对巷道整体的稳定性起到了关键性作用,应为支护加固的重点;加固方案实施后,在工作面回采期间,支护体系受力状态良好,锚索受力处于较佳水平,巷道围岩变形明显减小,最大顶板下沉量和两帮收敛量分别为75 mm和309 mm,相比加固前分别减少了53.1%和68.5%,最大底鼓量为268 mm,减少了66.5%。基于锚索与注浆的支护加固技术可以保证巷道的长期稳定,保障企业安全生产。 展开更多
关键词 破碎围岩 动压巷道 破坏机制 支护加固
下载PDF
综放开采覆岩离层裂隙变化及空隙渗流特性研究 被引量:74
20
作者 李树刚 钱鸣高 石平五 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第5期604-607,共4页
通过相似模拟实验得出综放开采过程中覆岩离层裂隙变化形态 ,给出关键层初次破断前后离层裂隙当量面积和不同裂隙发育区的空隙渗透系数的理论解 ,在靖远局魏家地煤矿 1 1 0综放面实测基础上 。
关键词 离层裂隙 空隙 渗透系数 瓦斯运移 综放开采
下载PDF
上一页 1 2 31 下一页 到第
使用帮助 返回顶部